Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M3/335 

t

И зоОрс т е и из с i носятся з п ектротех (1 и кс и МО:УОТ Ьг;т:, иг.лопьзопак) а имочнмк-зх вторичного гън ктроп -, 1Јния рг-у..иозл к тронной алпарл 1,.

Инвестом преобразователь напряжения, прсоОразукьции напрг.- -ение одного уровня о МгЧ .-:г,т:-:.енме лр /sх с требуемом) уровня, со,ч(. й itHiiGp-;;jp, снабженный силовые трансформаторам, вторичная обмотка кокфою подключен-- к выходному выпрямителю к фильтру.

Недостатками данного пс оОразоватс- ля ясляютип пон-ч.хспнь е и надежность, обу гопменпые .,ui.:..:u потерями энерып п г.|-,гопсм упровгтяе)м ключе инвертора, выделяемыми «-ФМ его переключении, а так. но Ьяагспр1.-1Ятной формой траектории переключения управляемого ключа.

Кроме того, при применении в данном преобразователе традиционной КСО-цо- почки, изменяющей траекторию рабочей точки управляемого кгюип, преобразоса- тель характеризуется надоеда очно высоким КПД и мялой надежностью, что обусловлено Оопмцими динамическими потерями в управляемом ключе, шдепуемыми п моменты его включения. Большие динамические потер -; при вкпютемииуираеляемого ключа вызваны большими по амплитуде импульсами тока через силосые e-iL-оды управляемого ключе. оС-усповлг;ннь ми разрядом конденсатор. RCD-цэпочки.

Недостатком прообрчзоЕ-гяеля чоляет- ся и то. что из-зз наличия на входе преобразователя конденсатора входнсго фильтра в моменты включения преобразователя происходит резкий бросок тока заряда конденсатора входного фильтра, протекающею через диодь входного выпрямителя, чю может привести к выходу их из строя, а следовательно, снижает ка.щ:.ность пре- оОрозовзтелн.

Нэиболео Слизким к предлагаемому изобретению но технической сущности является преоОрдзомтелц, содержащий подключенный к пходным вн ео.ца.- Г-образныи RC-фильтр. ре.-истор которого 1 унт1 ропан тиристором. г.-раллельно он/рнсэтору которого ЛОДКЛЧ7ЧОНЛ цепь и.ч посг .едоозтель- но соединенных первичной обмотки силового трансформатора и силового ключа, паралле/1ы о которому рог-ггпоченд цепочка, состоящая из последовательно соединенных диод и . О ррктирующего конденсатора, .;; точк.;; соед.4- H . ил с одним г ыподом -.л, причпгл пт(;рпчк,т: on...jiKO сил{) о ;р;-;сформ-ио

РЗ ЛОДК.. Ч.. ,:и -.;.:, И фП/1ЬТ) К Г.Ь .ХО. И-Н. М 1-...1О, 1ЛМ.

Недостатком изпестного устройства яв- лястсч то. что дл.ч упраплгмшп трисгором ограничителя зарядною ror-n конденсатора Г-обр. гзного F«C t H/t iipa используется отднльНо Я of MOMr;i силового трзнсфи()матора прсоС-р«лО|1лтеля, оспог-югательный выпрямитель, фильтр 11 гокоограпичи.эющий резистор. Это снижает КПД и надежность преобразователя, ухудшает его моссоктПаритмы г показатели.

Кроме того, вследствие использования в иззестнсм преобразователе RCD-цепочки, измеи5;}у1ней траекторию рабочей ючки уп- ранпяомгуго ключа, низкие надежность и

К/ДП ппоои рлзопг.теля определяются большими динамическими потерями в управляемом ключе, выделяемыми г, моменты его включения, большие динамические потери при включении управляемого ключа вызваны

большими по амплитуде импульсами тока через силовые выводы управляемого ключа, с бусловлеин ы ми раз рядом ко иденсот ора RCD-цепочки.

11ель мэобретспип - повышение КПД и

надежности путем уменьшения динамических потерь.

На чертеже приведена схема преобразователя постоянного напряжения.

Преобразователь содержит входные

зыподы 1 и 2, к которым подключен Г-образный RC-фкльтр, резистор 3 которого шунтн- ровам тиристором 4, а паралпельно конденсатору 5 которого подключена цепь из последовательно соединенных псрпичной обмотки 6 силосого трансформатора 1 и силового управляемого ключа 8, параллельно которому подключена цепочка, состоящая из последовательно соединненых диода 9 и корректирующего конденсатора

0, общая точка которых соединена с одним выводом резистора 11, вторичная обмотка 12 силового трансформатора 7 подключена через выпрямитель 13 и фильтр 14 к выходным вывод ям 15 н 16. другой вывод

резистора 11 соединен через введенную дополнительную обмотку 17 силового трансформатора 7 с управляющим электродом ткрпсторэ 1. Индуктивность рассеяния введенной дополнительной обмотки 17 си0 левого трансформатора 7 показана на чертеже в виде отдельного элемента 18. Число витков первичной обмотки С сипового трансформатора 7 рлпно числу tunKOD дополнительной обмотки 17 силовою трлнг,5 форматора 7.

Лреобрззовзюль постоянного нппря- у:онпя плботтет сл.дую .пм pfiii..if

При подключении годных .ПДОР 1 и 2 проо |.чргатсля к ип очни у ггл.);; и стс.утг,;; ,.i у|:рП1з;;:,1Гм;1И:ч (..пу/п-ссн нл Ьл.зо

управляемого ключа 8 начинается процесс первичней о заряда конденсатора 5 по цепи 1-3 5-2 и корректирующего конденсатора 10 по цепи 1 -3-6-9-10-2. При этом зарядный ток конденсаторов ограничивается сопротивлением резистора 3. Конденсатор 5 и коррелирующий конденсатор 10 заряжают ся до напряжения Епит , где Enm - напряжение источника питания преобразователя.

При подале на базу управляемого ключа 8 положительного импульса напряжения, формируемого блоком управления (не показан), начинает протекать ток в первичной цепи преобразователя, который замыкается по иепи 5- 6 8 5.

При этом на вторичной обмотке 12 трансформатор.. 7 возникает импульс напряжения, открывающий выпрямительный 13. и энерги- из первичной цепи пре- оГфазорателя поступает в диодно-индуктив- но-ем остной филыр 14 и через выходные РИЕОДЫ 15 и 10 Е погрузку по контуру 12-13- 14-15-RH-16-1.

Кроме того, в момент открывания управляемого ключа о заряженный на предыдущем этапе корректирующий конденсатор 10 начинает разряжаться по цепи 10-11-18- 17-4-5-10.

В указанный контур тока разряда корректирующего конденсатора 10 входит ин- дуктискость рассеяния 18 обмотки 17 трансформатору 7. что определяет уменьшение иллулымой мощности, рассеиваемой в управляемом клкие 8 в момент его включения (по сравнению со случаем при- менения традиционной RCD-цепочки).

То; разряд хоррг.ктирующаго конденсатора 10 протекает через управляющий злек- трод Tiipt;c fO)Vi - , р-следс1вис чего тиристор скточго ся и .шунтирует резистор 3. Бла- годтря тому, что н цепи упр.челенмя тири- с то ром иск/мочен ы вспомо;ател ьный о:,.,:рямнтель и фильтр, а ограничение максимального значения ток улрэьлйннз осуществляется резистором, выполняющим также функцию ограничителя амплитуды то- чз разряда корректирующего конденсатора 10, повышен КПД и надежность преобразователя, а также улучшены его массогабарит- мые показатели.

К моменту выключения управляемого ключа 8 напряжение на корректирующем конденсаторе 10 становится рааным нулю.

Когд управляющий импульс управляемого ключа 8 становится ровным нулю, уп- рпеляемый ключ 8 и выпрямитель 13 закрываются. Одновременно с этим начинается процесс зорядч корректирующего конденсатора 10 по цепи 6-9-10--5-6.

0

0

5

5

Благодаря указанному процессу напряжение на управляемом ключе 0 нарастает замедленно, что улучшает траекторию его выключения и уменьшает импульсную мощность, выделяемую в ключе на этапе выключения.

Подзаряд конденсатора 5 входного фильтра происходит по контуру протекания тока 1-4-5-2-1. При подаче на базу управляемого ключа 8 последующего положит ель- ного импульса напряжения процессы в преобразователе повторяются.

В предлагаемом преобразователе постоянного напряжения скорость карлста- 5-ния тока разряда корректирующего конденсатора, протекающего е моменты отпирания управляемого ключа, ограничена индуктивностью рассеяния дополнительной обмотки трансформатора, входящей о контур разряда корректирующего конденсатора. Это определяет меньшую импульсную мощность, рассеиваемую в упрдзляемом ключе np:-i его замыкании. Тиристор. входящий в контур разряда корректирующего конденсатора, управляется током разряда конденсатора, что дает возможность уменьшить ч -юло элементов в цепи управления тнристора и снизить потери в этой цепи.

Кроме того, в предлагаемом техническом решении снижена амплитуда импульсов тока через силовые выводы управляемого ключа, вызванных разрядом корректирующего конденсатора, тгк каконз определена не только величиной сопротивления резистора, но и индуктивностью рассеяния дополнительной обмотки силового трансформатора. Это определяет повышенную надежность предлагаемого преобразователя.

Для управления тиристора используется меньшее количество элементов, что также повышает надежность преобразователя.

5Формула изобретен и я

1. Преобразователь постоянного напряжения, содерхощий подключенный к входным выводам Г-обраэный RC-фильтр,

0 резистор которого шунтирован тиристором, параллельно конденсатору которого подключена цепь из последовательно соединенных первичной обмотки силопого транзистора и силового управляемого клю5 ча, параллельно которому подключена цепочка, состоящая из последопательм-о соединенных диода и корректирующего конденсатора, общая точка которых соединена с одним выводом токоограничипающе- го резистора, причем вторичная обмотка

0

0

силовою трансформатора под лючена чосилопого трансформатора с управляющим рез пыпрямитег.ь и фильтр к выходным вы-электродом тчфисторэ. волам, от л и ч а ю 1ци««. с гсм. что. с целью2. Преобразователь по п. 1, от л и чаю- повышения КПД и надежности путем умень-щ и и с я тем, что число витков первичной шения динамических потерь., другой «ыоод5 обмотки си/юеого трансформатора равно токоогрйничь .рающего речи г; гора соединенчислу еиткон дополнительной обмотки сило- через введеняую допопнг.тепьную обмоткувого трансформатора. «. «

Изобретение относится к злектротехни- ке и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение КПД и надежности путем уменьшения динамических потерь. Ток разряда корректирующего конденсатора 10 нарастает замедленно и достигает своего максимального значения пооже момента включения управляемого ключа 8. Это определено тем, что в контур разряда корректирующего конденсатора 10 входит индуктивность рассеяния 18 обмотки 17 силового трансформатора 7. Благодаря этому значительно уменьшены динамические потери в управляемом ключе 8. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (А